新冠肺炎疫情全球蔓延，呼吸机成了紧缺医疗物资。目前， 呼吸机工作原理是什么？主要技术门槛有哪些？呼吸机上主要有哪些关键的MEMS传感器？一起来看看吧！
目前，我国共有有创呼吸机生产企业21家，其中8家主要产品获得欧盟CE认证，周产能约2200台，占全球产能约五分之一。上海医疗器械股份有限公司是其中一员，正在加紧生产有创呼吸机。近日，中国电科第二十一研究所及其控股公司为上海产呼吸机研制出驱动电机，填补了德国进口电机未及时到货的空缺。
救治急需有创呼吸机
据介绍，呼吸机分有创和无创两种。有创呼吸机是一种人工机械通气装置，能实现肺内气体交换，辅助或控制患者的自主呼吸运动，使患者逐步恢复自主呼吸功能。之所以称为“有创”，是因为这种设备要通过口、鼻气管插管或气管切开方式连接，用于救治重度呼吸衰竭患者。
无创呼吸机则通过口鼻面罩、鼻罩、全面罩等方式连接，用于治疗轻中度呼吸衰竭患者。市场上有多种家用无创呼吸器，供呼吸睡眠障碍患者使用。此次疫情中，新冠肺炎患者救治所急需的主要是有创呼吸机。
如今，医院重症监护病房（ICU）常用的有创呼吸机由主机、呼吸气路管路、湿化器、机械手等部分组成。其基本工作原理是：外界空气或混合入低压氧气的空氧混合气体经过过滤器被吸入气缸；气缸由电机驱动活塞来完成吸气和供气过程，根据设定的通气模式和频率、吸气时间、潮气量等数据来给患者供气；电池比例阀用来控制患者的呼气；呼气阀末端的加热器用来加热患者呼出的气体。
缺“芯”局面有望突破
工信部有关负责人称，国内大多数呼吸机生产企业目前是三班倒，一刻不停生产。一台呼吸机有上千个零部件，不少零部件供应商在国外，受疫情影响，企业想大规模增产并非易事。
誉盈光电执行董事张晓冬说，呼吸机的核心部件包括传感器和电机。传感器用来监测病人的呼吸频率、血氧含量等各种生理指标，把信息实时传输到主机。主控单元的电机是执行者，驱动呼吸机按特定节拍运行，与病人的生理指标相匹配。
有哪些关键的MEMS传感器？
呼吸机上的MEMS（微机电系统）传感器主要有压力传感器、气体流量传感器、温湿度传感器、氧气传感器、血氧传感器和压电薄膜传感器等。其中部分传感器尚无高质量的国产产品。近年来，我国传感器技术和产业发展速度很快，国产呼吸机缺“芯”局面有望在数年内得到突破。在上海，市区两级政府出资、中科院上海微系统研究所建设的上海微技术工业研究院聚焦传感器领域，已孵化出多种产品。
在微特电机领域，上海的中国电科第二十一研究所堪称“国家队”。近日，研究所接到上海医疗器械股份有限公司医疗设备厂来电，得知受欧洲疫情影响，德国进口电机无法供应，急需一批呼吸机驱动电机。所长施进浩立即安排誉盈光电进行技术攻关，凭借深厚的技术积累，这家上海企业仅用3天就研制出无刷直流电机减速机组样机。用户测试后反映，样机各项性能指标符合要求，已订购100套电机产品。
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